Факторы эволюции. Результаты микроэволюционных процессов

Конспект лекции по теме «Современные представления о механизмах и закономерностях эволюции – синтетическая теория эволюции»

Критерии вида. Популяция – элементарная единица эволюции

     В ходе развития биологии классическое дарвинистическое учение было значительно дополнено и уточнено. Ключевые положения этого учения получили обоснование с молекулярно-генетической точки зрения. В результате возникла современная синтетическая теория эволюции.

Различают 2 уровня эволюции:

Микроэволюция - совокупность эволюционных процессов, протекающих в                             популяциях вида и приводящих к изменениям генофондов этих популяций к видообразовании. Иными словами – это эволюция довидового и видового уровней.

Макроэволюция – это образование новых родов, семейств и т.д.

Макроэволюция недоступна для непосредственного изучения, т.к. происходит в сроки, которые исчисляются десятками, сотнями тысяч и даже млн. лет. Однако согласно СТЭ макроэволюция протекает по тем же закономерностям, что и микроэволюция.

 

Критерии вида

Представление о виде – это тот фундамент, на котором базируются современные эволюционные теории.

Понятие «Вид» имеет длительную историю становления в биологической науке. Самые первые представления о виде были сформулированы в трудах Аристотеля, который понимал вид, как совокупность сходных особей.

   Термин «вид» введен в науку английским естествоиспытателем Джоном Реем в XVII веке – это наиболее мелкие совокупности организмов, тождественных морфологически, тождественно размножающихся и дающих потомства, сохраняющие эти свойства.

К. Линней считал, что виды реально (объективно) существуют в природе и являются некими универсальными дискретными образованиями. В пределах любого вида те или иные признаки могут остаться неизменными.

Ж.-Б. Ламарк понятие вида считал условным, поскольку все виды постоянно меняются. По Ламарку, вся живая природа представляет собой ряды непрерывно изменяющихся особей.

Ч. Дарвин утверждал, что вид является естественно - историческим понятием. Виды реально существуют, но они изменяются, т.е. относительно постоянны и являются результатом эволюционного развития.

       При сравнении видов очень ясно проявляются различия между ними. И эти различия получили название критериев.

        Принята определенная сумма показателей (критериев), по которым возможно очертить границы каждого конкретного вида и определить видовую принадлежность рассматриваемых особей.

       В настоящее время приняты следующие основные критерии вида:

 

Морфологический

Виды отличаются друг от друга по внешнему виду. Это один из древнейших критериев. Проблема: есть виды двойники (малярийный комар -15 видов, 2 вида соловья, 2 вида черных крыс и т.д.) следовательно, его нельзя признать универсальным.

Физиолого-биохимический

Это физиологические и биохимические особенности. Особи одного вида имеют единую структуру ДНК, что обуславливает синтез одинаковых белков, отличающихся от белков другого вида.

Генетический

Виды отличаются кариотипами (т.е. общим числом хромосом, их формой и строением) количество от 2 до 500.

Этологический

В поведении особей большинства видов существуют различия. Эти различия в поведении близкородственных видов прежде всего наблюдаются в период спаривания. (различия в брачных песнях, голосах.)

5. Экологический -Различный образ жизни.

6. Географический -Каждый вид в природе имеет свой ареал.

Исторический

Подразумевает единство происхождения особей в пределах вида. Универсального, абсолютного критерия нет. Для установления диагностики вида необходимо использовать совокупность всех критериев.

 

Структура вида

          Население любого вида распределено в пространстве крайне неравномерно, группами – популяциями.

          Если вид занимает большой ареал, то это вовсе не значит, что особи данного вида заселяют его сплошь и свободно перемещаются в его границах. Вид в пространстве представлении отдельными группами особей. Эти группы особей могут быть большими и маленькими, существовать длительно или в течении 2-3 поколений. Подобные группы называют популяциями.

Популяция – это совокупность особей данного вида, занимающих определенный участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающиеся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций.

! Вид существует в виде популяции.

 

Популяция – это элементарная единица эволюции.

 

Факторы эволюции. Результаты микроэволюционных процессов

Факторы, вызывающие эволюцию популяции, называются эволюционными.

 

Основные зволюционные факторы не направляющие эволюционный процесс:

- Мутационный процесс

- Комбинативна изменчивость

- Популяционные волны (волны жизни).

- Дрейф генов

- Изоляция,

- Миграция

Элементарные факторы эволюции — факторы, изменяющие генетическую структуру популяции.

Мутации — это внезапные наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению признаков организма. Если мутация, проявившаяся в популяции, повышает приспособленность особи к условиям среды, она поддерживается естественным отбором и закрепляется в популяции. Если мутация понижает приспособленность особи, то эта особь погибает или не оставляет потомства, а мутация таким образом удаляется. Это не значит, что такая мутация не появится снова

Мутационный процесс не обладает направленностью и без участия других факторов эволюции не может направлять изменение природной популяции. Он лишь поставляет элементарный эволюционный материал для естественного отбора.

Комбинативная изменчивость — образование новых комбинаций уже существующих генов.

Обеспечивает фенотипическое разнообразие особей в популяции и тоже является источником материала для естественного отбора.

Популяционные волны (Волны жизни) - периодические и не периодические колебания численности популяции. Например: численность зайцев непостоянна, каждые 4 года их становится очень много, затем следует спад численности.

Причины популяционных волн:

ü периодические изменения экологических факторов (сезонные колебания температуры, влажности и т. д.);

ü непериодические изменения (природные катастрофы);

ü заселение видом новых территорий (сопровождается резкой вспышкой численности).

Значение: увеличивается численность, как следствие увеличивается вероятность появления новых мутаций и их комбинаций т.е. это своеобразный фактор – поставщик эволюционного материала. Во время спада происходит дрейф генов.

Дрейф генов — случайное ненаправленное изменение частот аллелей и генотипов в популяциях.

Если популяция небольшая, то в результате случайных событий частоты некоторых аллелей могут значительно изменяться. При резком уменьшении численности популяции (например, в результате сокращения кормовых ресурсов, пожара и т. д.) остаться в живых могут особи с редкими генотипами. Если в дальнейшем популяция восстановится за счёт этих особей, то частоты сохранившихся генотипов в генофонде популяции возрастут.

Значит, популяционные волны и дрейф генов создают материал для естественного отбора.

Изоляция — возникновение факторов, препятствующих свободному скрещиванию.

Между изолированными популяциями прекращается обмен генетической информацией, поэтому различия генофондов популяций увеличиваются и закрепляются. В каждой из популяций происходят разные изменения, и они постепенно превращаются в разные виды.

Различают пространственную и биологическую изоляцию.

Пространственная (географическая) изоляция связана с географическими препятствиями. Это могут быть водные преграды, горы, пустыни, дороги, а для малоподвижных популяций — просто большие расстояния.

Биологическая изоляция обусловлена биологическими различиями между особями. Различают четыре вида биологической изоляции:

- Экологическая изоляция связана со смещением сроков цветения, спаривания, нереста или с разными местами размножения.

- Этологическая изоляция обусловлена различиями в поведении особей в брачный период.

- Морфофизиологическая изоляция обусловлена различиями в размерах особей или в строении органов размножения, что препятствует спариванию и оплодотворению.

- Генетическая изоляция связана с хромосомными и геномными перестройками, которые препятствуют свободному скрещиванию особей.

Эволюционное значение изоляции состоит в том, что она закрепляет и усиливает генетические различия между популяциями.

   

Эволюционный фактор направляющий эволюционный процесс:

- Естественный обор